心臟是人類重要的器官,和心臟有關(guān)的疾病,例如心房顫動和心力衰竭等,給人們的生活造成了影響,已經(jīng)成為社會的公共健康問題,雖然目前已有很多的診斷和治療方法,但是這些疾病的相關(guān)病理機制尚未明確。目前,采用有限元方法結(jié)合醫(yī)學(xué)心臟成像技術(shù),可以對心臟相關(guān)疾病的病理機理和生理學(xué)進行更深入的研究,但是,由于心房的壁比較薄而且多層、幾何形狀的不規(guī)則以及心肌材料的各向異性等特征,現(xiàn)階段關(guān)于心房的有限元建模還有待提高,比如人體心房的力學(xué)材料參數(shù)和壁面的層次結(jié)構(gòu)等都未被考慮在內(nèi)。本研究構(gòu)造了一個左心房的三維有限元模型,該模型中采用了左心房的真實幾何外形,結(jié)合了具有內(nèi)外膜的多層心房壁結(jié)構(gòu),引入了最近測量的人左心房組織參數(shù)以及橫向各向同性、超彈性的本構(gòu)方程。通過施加心房腔室內(nèi)部壓強來模擬心房充盈狀態(tài),并計算了心房壁各層在各個區(qū)域上的應(yīng)力和應(yīng)變。最后通過和單層心房模型（心肌層模型）以及不同膜厚度的模型對比,分析了心房內(nèi)外膜及其厚度變化對心肌層力學(xué)的影響。結(jié)果表明心內(nèi)膜的應(yīng)力最大,心外膜的應(yīng)力較大,心肌層的應(yīng)力最小;而且隨著膜厚度的增加,心內(nèi)膜和心外膜的應(yīng)力逐漸減小,心肌層的應(yīng)力基本沒有發(fā)生變化。心肌層模型中靠近心... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 心臟簡介
        1.2.1 心腔
        1.2.2 心壁
        1.2.3 左心房
        1.2.4 心臟的力學(xué)行為
    1.3 心臟建模研究現(xiàn)狀
        1.3.1 有限元簡介
        1.3.2 心室的有限元建模研究
        1.3.3 心房的有限元建模研究
    1.4 存在的問題
    1.5 研究目的及主要內(nèi)容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究的主要內(nèi)容
2 左心房的幾何體建模
    2.1 逆向工程簡介
    2.2 建模相關(guān)軟件的簡介
        2.2.1 STL格式簡介
        2.2.2 逆向工程軟件GeomagicStudio軟件簡介
        2.2.3 SolidWorks軟件簡介
    2.3 建立左心房的三維實體模型
        2.3.1 基于GeomagicStudio的左心房曲面擬合
        2.3.2 基于SolidWorks的左心房實體建模
    2.4 本章小結(jié)
3 左心房的有限元建模
    3.1 有限元軟件ABAQUS簡介
    3.2 左心房的有限元模型
    3.3 本構(gòu)方程以及材料參數(shù)
        3.3.1 本構(gòu)方程
        3.3.2 材料參數(shù)
    3.4 不同區(qū)域纖維方向的設(shè)定
    3.5 本章小結(jié)
4 有限元計算結(jié)果和討論
    4.1 本構(gòu)模型的驗證
    4.2 心壁模型
        4.2.1 心壁模型應(yīng)力結(jié)果
        4.2.2 心壁模型應(yīng)變結(jié)果
    4.3 心肌層模型
        4.3.1 心肌層應(yīng)力結(jié)果
        4.3.2 心肌層應(yīng)變結(jié)果
    4.4 心壁不同厚度模型計算結(jié)果
        4.4.1 不同厚度模型的應(yīng)力對比
        4.4.2 不同厚度模型的應(yīng)變對比
    4.5 本章小結(jié)
5 討論
    5.1 心內(nèi)、外膜對心肌層應(yīng)力和應(yīng)變的影響
    5.2 心壁各層的應(yīng)力和應(yīng)變分析
    5.3 膜厚度對應(yīng)力和應(yīng)變的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論和展望
參考文獻
附錄
    附錄A Uanisohyper_inv橫向各向同性子程序
個人簡歷與研究成果
致謝



本文編號：3174730